Η διδασκαλία του Μαθήματος έχει σκοπό να δώσει στους φοιτητές του Τμήματος Γεωλογίας τις απαραίτητες γνώσεις των Ανώτερων Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και της Στατιστικής που χρειάζονται στην επιστήμη τους στις περιοχές του Διαφορικού και του Ολοκληρωτικού Λογισμού  μιας μεταβλητής και πολλών μεταβλητών,  των Διαφορικών Εξισώσεων και της Στατιστικής. Στη διάρκεια των μαθημάτων οι φοιτητές εξοικειώνονται με εφαρμογές των μαθηματικών σε θέματα Γεωλογίας και Περιβαλλοντικών Επιστημών. Οι γνώσεις αυτές είναι αναγκαίες και χρησιμοποιούνται σε πολλά επόμενα μαθήματα ειδικότητας του Τμήματος Γεωλογίας.

Στο τέλος του μαθήματος ο φοιτητής  θα έχει αποκτήσει τις ακόλουθες δεξιότητες - ικανότητες:

1. Να μπορεί να χρησιμοποιεί αποτελεσματικά το Διαφορικό και τον Ολοκληρωτικό Λογισμό μιας μεταβλητής και πολλών μεταβλητών και βασικές έννοιες Στατιστικής  κατά την διάρκεια των σπουδών του στο Τμήμα Γεωλογίας.
2. Να είναι ικανός να κάνει μαθηματική μοντελοποίηση προβλημάτων σε θέματα Γεωλογίας.

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών
• Λήψη αποφάσεων
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

1. Διαφορικός Λογισμός συνάρτησης μιας μεταβλητής (Όριο, Συνέχεια και Παράγωγος συνάρτησης, Μελέτη συναρτήσεων)
2. Ολοκληρωτικός Λογισμός συνάρτησης μιας μεταβλητής (Αόριστο και ορισμένο ολοκλήρωμα συνάρτησης, Γενικευμένα ολοκληρώματα)
3. Ακολουθίες – Σειρές
4. Διαφορικές Εξισώσεις (Μία εισαγωγή στις Διαφορικές Εξισώσεις, Γραμμικές διαφορικές εξισώσεις πρώτης τάξης, Διαφορικές εξισώσεις χωριζομένων μεταβλητών, Μαθηματικά μοντέλα)
5. Διαφορικός και Ολοκληρωτικός λογισμός συναρτήσεων πολλών μεταβλητών (Όριο, συνέχεια, μερική παράγωγος,  ακρότατα, διπλά και τριπλά ολοκληρώματα)
6. Γραμμική Άλγεβρα  (Ορίζουσες, Πίνακες, Γραμμικά Συστήματα)
7. Στοιχεία Στατιστικής (Συνδυαστική Ανάλυση, Παρουσίαση στατιστικών δεδομένων, Μέτρα θέσης και διασποράς,  Γραμμική παλινδρόμηση)
8. Εφαρμογές σε θέματα Γεωλογίας και Περιβαλλοντικών Επιστημών. Μαθηματική Μοντελοποίηση σε θέματα Γεωλογίας.

Γλώσσα: Ελληνικά (Αγγλικά για Erasmus)

1. Δημήτρης Γεωργίου, Σταύρος Ηλιάδης και Θανάσης Μεγαρίτης, Πραγματική Ανάλυση, Εκδόσεις Τζιόλα 2017.
2. Βασίλειος Ζαφειρόπουλος, Μαθηματική Ανάλυση και Εφαρμογές, Εταιρεία Αξιοποίησης και Διαχείρισης Περιουσίας Πανεπιστημίου Πατρών, 2012
3. John Ferguson, Mathematics in Geology, Springer 1988.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής έχει γνώση και μπορεί :

1. Nα γνωρίζει την κατανομή των χημικών στοιχείων στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών.
2. Nα βρίσκει τα στοιχεία συμμετρίας των κρυστάλλων και να τους ταξινομείσε ένα από τα κρυσταλλικά συστήματα.
3. Να προσδιορίζει τις φυσικές ιδιότητες και τις μικροσκοπικές οπτικές ιδιότητες των ορυκτών.
4. Να μάθει την αρχή λειτουργίας και τον τρόπο αναγνώρισης ορυκτών με τη μέθοδο της περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ (XRD).

 Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής έχει αναπτύξει τις παρακάτω ικανότητες/προσόντα

1. Ικανότητα να παρουσιάζει τις γνώσεις και την αντίληψη των σημαντικών δεδομένων, αρχών και θεωριών α) κρυσταλλογραφίας, β) οπτικής των ορυκτών και γ) της κατανομής των χημικών στοιχείων στο κρυσταλλικό πλέγμα των ορυκτών και να τη συσχετίζουν με την εσωτερική τους δομή.
2. Την ικανότητα να εφαρμόζει αυτές τις γνώσεις στην επίλυση άγνωστων προβλημάτων
3. Ικανότητα να εφαρμόζει σωστά τη μεθοδολογία στην επίλυση άγνωστων προβλημάτων.
4. Εξειδίκευση που απαιτείται για επαγγελματική εξέλιξη.
5. Την ικανότητα να συνεργάζεται με άλλους στις αντιμετώπιση διεπιστημονικών προβλημάτων.

Επιπλέον οι φοιτητές με τη βοήθεια ενός συμβούλου-καθηγητή δρουν διαδοχικά ως δάσκαλοι και ως μαθητές, ερχόμενοι σε επαφή με διδακτικά προβλήματα.

Αυτόνομη εργασία, Ομαδική εργασία , Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον,  Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών.

Προέλευση των χημικών στοιχείων - Κρυσταλλογραφία -  Χημεία των ορυκτών - Φυσικές ιδιότητες των ορυκτών - Οπτικές ιδιότητες των ορυκτών. Mελέτη ορυκτών με πολωτικό μικροσκόπιο. Περιθλασιμετρία ακτίνων Χ. - Διδασκαλία από την πλευρά των φοιτητών επιλεγμένων μαθημάτων σε ακροατήριο.Διεύρυνση γνώσεων, ανάπτυξη δεξιοτήτων και διαμόρφωση θετικών στάσεων των φοιτητών σε σχέση με τη χρήση και την παιδαγωγική αξιοποίηση των ΤΠΕ. Χρήση ερωτηματολογίου, με ερωτήσεις κλειστού και ανοικτού τύπου, όπου καταγράφηκαν οι απόψεις των φοιτητών που πήραν μέρος στις ΜΔ ασκήσεις ως δάσκαλοι και ως μαθητές.

Γραπτές εξετάσεις που περιλαμβάνουν ερωτήσεις σύντομης απάντησης καθώς και ερωτήσεις ανάπτυξης δοκιμίων αλλά και επίλυσης προβλημάτων. Εξέταση στο Πετρογραφικό Μικροσκόπιο. Παρουσίαση στην αίθουσα των εργασιών με χρήση ΤΠΕ.

1. Π.Τσώλη-Καταγά, Χ. Καταγάς, Εισαγωγή στην Ορυκτολογία, 2009. 238 σελ.
2. Π.Τσώλη-Καταγά, Β. Τσικούρας, Εισαγωγή στις Εργαστηριακές Ασκήσεις, 2003. 107σελ.
3. Perkins, D., Mineralogy. Prentice-Hall, Inc. New Jersey. 484p, 1998.
4. Nesse, W.D., Introduction to Mineralogy. Oxford University Press. New York, Oxford, 442p. 2000.
5. Dyar, M.D., Gunter, M.E., Tasa, D. Mineralogy and Optical Mineralogy. Mineralogical Society of America, Chantilly, VA. 708p, 2008.
6. MacKenzie, W.S., Guilford, C., Atlas of the Rock-forming Minerals in Thin Section, Lonman, 98p, 1980.

 -Συναφή επιστημονικά περιοδικά: American Mineralogist, Mineralogical Magazine, Mineralogy and Petrology, Reviews in Mineralogy and Petrology, Elements, Minerals

Το μάθημα οργανώνεται σε δύο τμήματα και προσφέρει:

Α. Τις βασικές γνώσεις αναφορικά με τις εξωγενετικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο πλανήτη.

Ο φοιτητής μπορεί να παρακολουθήσει και να κατανοήσει τα μαθήματα των επομένων ετών και του δίνουν αναλυτικά όλες τις γνώσεις σχετικά με:

Εισαγωγή στα ορυκτά και τα πετρώματα

Εξωγενετικές διεργασίες τους μηχανισμούς της διάβρωσης, αποσάθρωσης και τις μεταφοράς, βαρυτικές κινήσεις και κατολισθήσεις.

Τα ιζήματα και τα ιζηματογενή πετρώματα

Το επιφανειακό και υπόγειο νερό

Τους Παγετώνες και τα φαινόμενα καρστικοποίησης

Να κατανοεί και να «διαβάζει» τοπογραφικούς χάρτες

Να σχεδιάζει και να κατασκευάζει τοπογραφικές μηκοτομές

Β. Τις βασικές γνώσεις αναφορικά με τις ενδογενετικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο πλανήτη.

Ο φοιτητής μπορεί να παρακολουθήσει και να κατανοήσει τα μαθήματα των επομένων ετών και του δίνουν αναλυτικά όλες τις γνώσεις σχετικά με:

Εισαγωγή στα ορυκτά και τα πετρώματα

Πυριγενή-Μαγματικά Ηφαιστειακά και Μεταμορφωμένα πετρώματα

Τις μαγματικές διεργασίες, τα πετρώματα που δημιουργούνται, τον ιστό και τη δομή τους.

Την ηφαιστειακή δραστηριότητα, τους λόγους δημιουργίας των ηφαιστείων, τα πετρώματα που παράγονται, τον ιστό και την δομή τους, παραδείγματα από τον Ελληνικό χώρο.

Το φαινόμενο της μεταμόρφωσης, τους λόγους που την προκαλούν και τα πετρώματα που δημιουργούνται, τον ιστό και τη δομή τους.

Την τεκτονική με τα ρήγματα και τις συνθήκες που δημιουργούνται, σε καθεστώς πίεσης ή διαστολής, και πως επηρεάζουν τις λεκάνες ιζηματογένεσης

Τους σεισμούς, τους μηχανισμούς γένεσης και τις επιπτώσεις στον άνθρωπο.

Να κατανοεί και να «διαβάζει» γεωλογικούς χάρτες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών με τη χρήση των απαραίτητων γεωλογικών εργαλείων (χάρτες, βιβλιογραφία, εκθέσεις κλπ)
Εισαγωγή των φοιτητών στα βασικά θέματα της Γεωλογίας

Τα ορυκτά και τα πετρώματα

Διεργασίες στην επιφάνεια της γης: αποσάθρωση, διάβρωση, βαρυτικές κινήσεις, εδάφη.

Εισαγωγή στη γεωχρονολόγηση και στη στρωματογραφία

Το νερό στην επιφάνεια της γης: επιφανειακό και υπόγειο νερό

Παγετώνες Άνεμοι, Καρστ.

Ιζηματογενή Πετρώματα: γέννεση και ταξινόμηση

Τοπογραφικοί χάρτες

Διεργασίες στο εσωτερικό της γης

 Μαγματισμός:Διεργασίες γένεσης του μάγματος, πετρώματα που δημιουργούνται, ιστός και δομή τους.

Ηφαιστειότητα: Τύποι ηφαιστειακής δραστηριότητας, παραγόμενα προϊόντα, ιστός και δομή πετρωμάτων, Ατμίδες και τύποι τους, παραδείγματα από τον Ελληνικό χώρο

Μεταμορφισμός: Διαδικασίες μεταμόρφωσης, μεταμορφικές φάσεις, τύποι μεταμόρφωσης, πετρώματα που δημιουργούνται, ιστός και δομή τους.

Διαστροφισμός: Περιγραφή των ρηγμάτων και του τεκτονικού καθεστώτος που τα προκαλεί. Περιγραφή και ταξινόμηση των τύπων των πτυχών.

Λιθοσφαιρικές πλάκες

Εργαστήρια με επίλυση δεκατριών προβλημάτων.

 Δημιουργούνται ομάδες των 30-35 ατόμων για την καλύτερη κατανόηση του εργαστηρίου.

Τελική γραπτή εξέταση η οποία επιμερίζεται σε 80% θεωρία 20% εργαστήριο. Συνυπολογίζεται προαιρετικά η συμμετοχή σε εργασία κατά τη διάρκεια του εξαμήνου, όπου πραγματοποιείται δημόσια παρουσίαση αυτής και παράδοση γραπτής έκθεσης.

Ελάχιστος προβιβάσιμος βαθμός:  5.

Η γλώσσα αξιολόγησης είναι στα Ελληνικά

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

1. Σημειώσεις Μαθήματος Θεωρίας και Εργαστηρίου που παρέχονται σε pdf μέσω e-class.
2. Γεωλογία Αρχές και Εφαρμογές, Θ. Δούτσος 421 σελ, Παρέχεται μέσω ΕΥΔΟΞΟΣ
3. Γεωλογία Η επιστήμη της Γης, Παπανικολάου και Σιδέρης 291 σελ Παρέχεται μέσω ΕΥΔΟΞΟΣ
4. Διερευνώντας τη Γη, Δερμιτζάκης και Λέκκας 593 σελ.
5. Physical Geology, Skimmer- Porter, John Wiley & Sons 1987
6. 6. Earth Surface Processes Landforms and Sediment Deposits, Bridge and Demicco, Cambridge Univ. Press 2008

Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στην Ωκεανογραφία και στα αντίστοιχα μαθήματα του προγράμματος που αφορούν στις επιστήμες της θάλασσας.

Γνώσεις

Οι φοιτητές αναμένεται ότι στα πλαίσια του μαθήματος,  θα:

• εισαχθούν στην επιστήμη της ωκεανογραφίας
• ανακαλύψουν ένα περιβάλλον που ακόμη σε σημαντικό βαθμό είναι ανεξερεύητο
• κατανοήσουν βασικές αρχές, χαρακτηριστικά και τεχνολογίες μελέτης των ωκεανών
• εξοικειωθούν με τη δυναμική του πλανήτη γη με έμφαση τον υδάτινο κόσμο
• μάθουν πρακτικές μελέτης των ωκεανών που αφορούν τόσο την υδάτινη στήλη όσο και τον πυθμένα
• συνδέσουν θεωρία με πράξη μέσω της συνάφειας και ακολουθίας της θεωρίας και των εργαστηριακών ασκήσεων

Δεξιότητες

• Εφαρμογή των γνώσεων στην κατανόηση και στην επίλυση θεμάτων ωκεανογραφίας
• Εφαρμογή των γνώσεων στην επιλογή της κατάλληλης μεθόδου ή συνδυασμού μεθόδων για την αντιμετώπιση θεμάτων που σχετίζονται με τις φυσικές διεργασίες στον ωκεάνειο πυθμένα και την υδάτινη στήλη
• Βασικές δεξιότητες αντιμετώπισης θεμάτων μέσω της ανάλυσης ωκεανογραφικών δεδομένων.

Ικανότητες

• Ικανότητα να ερμηνεύει τα ωκεανογραφκά δεδομένα και να αναγνωρίζει και να αντιμετωπίζει θέματα/προβλήματα
• Ικανότητα να εφαρμόζει τις γνώσεις που απέκτησε στην επίλυση ωκεανογραφικών προβλημάτων
• Ικανότητα να εφαρμόζει την καταλληλότερη  μεθοδολογία  στην επίλυση ωκεανογραφικών προβλημάτων.
• Ικανότητα να αλληλοεπιδρά με άλλους φοιτητές, διαμέσου της μεθόδου της μικροδιδασκαλίας, στην επίλυση θεμάτων ωκεανογραφίας.
• Ικανότητα σχεδιασμού και ανάπτυξης μιας ολοκληρωμένης διδακτικής παρέμβασης, ένταξης και χρήσης της Ωκεανογραφίας

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Αυτόνομη εργασία
• Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Θεωρία

• Εισαγωγή στην ωκεανογραφία
• Μέθοδοι και πρακτικές που εφαρμόζονται στην ωκεανογραφία
• Εισαγωγή στη μελέτη του πυθμένα
• Δομές και χαρακτηριστικά πυθμένα
• Μεθοδολογίες μελέτης πυθμένα
• Παράμετροι και χαρακτηριστικά υδάτινης στήλης
• Μεθοδολογίες μελέτης της υδάτινης στήλης

 Εργαστήριο

• Εντοπισμός θέσης, πλοήγηση, κατασκευή και ερμηνεία βυθομετικού χάρτη
• Μέτρηση και ερμηνεία θαλάσσιων ιζημάτων
• Μέτρηση και ερμηνεία παραμέτρων υδάτινης στήλης (θερμοκρασία, αλατότητα, πυκνότητα)

 Μικροδιδασκαλία

Οι φοιτητές/φοιτήτριες  αναπτύσσουν δεξιότητες σχεδιασμού και υλοποίησης μιας ολοκληρωμένης διδακτικής παρέμβασης πάνω σε θέματα που αναφέρονται στην Ωκεανογραφία. Οι φοιτητές/φοιτήτριες, μετά από μια αρχική εξοικείωση με θέματα Ωκεανογραφίας,  αναλαμβάνουν ένα  συγκεκριμένο θέμα και σχεδιάζουν μία πλήρη διδακτική παρέμβαση, συμπεριλαμβανομένης της αποτίμησης, διάρκειας 20’  η οποία περιλαμβάνει όλα τα στάδια μίας πλήρους ωριαίας διδασκαλίας. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην  πραγματοποίηση της διδασκαλίας  από τους/τις φοιτητές/φοιτήτριες στους συμφοιτητές τους (προσομοίωση συνθηκών τάξης). 

• Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών στη Διδασκαλία
• Επικοινωνία με τη χρήση της πλατφόρμας e-class.
• Ψηφιακή διάθεση όλων των διαλέξεων και των εργαστηριακών ασκήσεων

Ι. Θεωρία

Γλώσσα Αξιολόγησης: Ελληνική

Τελική Εξέταση: γραπτή, διαβαθμισμένης δυσκολίας, που μπορεί να περιλαμβάνει Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Προβλήματα-ασκήσεις.

Η συμμετοχή των φοιτητών στις εξετάσεις προϋποθέτει την παρακολούθηση των εργαστήριων και την παράδοση των εργαστηριακών ασκήσεων κατά τη διάρκεια των εξετάσεων

Κλίμακα Βαθμολογίας: 0-10.

Ελάχιστος Προβιβάσιμος Βαθμός: 5

 ΙΙ. Εργαστήριο

Υποχρεωτική παρακολούθηση του Εργαστήριου και παράδοσης ασκήσεων.

Μέγιστος αριθμός μη παράδοσης εργαστηριακών ασκήσεων: 3

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

«Μηχανική των ωκεανών», υπό Παπαθεοδώρου Γ., Φερεντίνος Γ., Γεραγά Μ., Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών, ISBN: 978-960-530-142-2, Ιστότοποι,

Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

• Marine Geology
• Deep-Sea Research
• Journal of Physical Oceanography
• Global and Planetary Change